“揭秘原電池”說播課實(shí)錄及思考

◎ 姚 澄 劉發(fā)初

一、說播課的背景

中國教育學(xué)會化學(xué)教學(xué)專業(yè)委員會于2018年10月31日—11月2日在安徽省黃山市舉辦了2018年高中化學(xué)說播課的展示與觀摩活動，旨在進(jìn)一步貫徹全國教育大會精神與《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》，切實(shí)落實(shí)課程改革的基本理念和要求，體現(xiàn)中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展，提升化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，展示與交流各地課程改革成果。

說播課是教學(xué)評比和教學(xué)研究活動的一種新形式。北京市教育科學(xué)研究院基礎(chǔ)教育研究中心主任賈美華對“說播課”的解釋是“根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)合教學(xué)實(shí)施現(xiàn)狀進(jìn)行說課，是對已經(jīng)上過的課進(jìn)行闡述，用自己的語言和真實(shí)的教學(xué)實(shí)錄描述教學(xué)過程”。一般說播課的時(shí)間要控制在15分鐘以內(nèi)，其中播課為5—8分鐘（從實(shí)錄課中截取的重點(diǎn)環(huán)節(jié)），說課為7—10分鐘，重點(diǎn)根據(jù)教學(xué)視頻解說教學(xué)的主要環(huán)節(jié)。教師要圍繞如何提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行說播課，應(yīng)體現(xiàn)新課程理念，突出科學(xué)探究，重視傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的作用。

說播課的目的在于能讓大家了解整節(jié)課的“教—學(xué)—評”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)思路，同時(shí)通過突出重點(diǎn)、化解難點(diǎn)、凸顯亮點(diǎn)的課堂教學(xué)實(shí)錄，看到發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的實(shí)施細(xì)節(jié)?？梢哉f，說播課是教師展示與交流課改成果的抓手，是促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的平臺，是提高教學(xué)質(zhì)量的一種途徑。

二、“揭秘原電池”說播課實(shí)錄

筆者參加本次說播課活動的主題是“揭秘原電池”。本文將從教材與學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、教學(xué)過程分析和教學(xué)實(shí)踐反思這五個(gè)部分進(jìn)行闡述。

（一）教材與學(xué)情分析

本節(jié)課內(nèi)容選自滬科版高一《化學(xué)》中“銅-鋅原電池及其原理”，是繼化學(xué)能與熱能之后的第二種能量轉(zhuǎn)換，涉及內(nèi)容既有學(xué)科交叉，又與生活緊密聯(lián)系，更是氧化還原反應(yīng)理論的延伸與應(yīng)用。本節(jié)課還是后續(xù)電化學(xué)知識的基礎(chǔ)，起著承前啟后的作用。

學(xué)生通過高一第一學(xué)期的學(xué)習(xí)已經(jīng)具備了上述知識；他們對“電”有著豐富而又強(qiáng)烈的感性認(rèn)識；從認(rèn)知特點(diǎn)看，他們處于化學(xué)學(xué)科思想與方法培養(yǎng)的關(guān)鍵期，思維活躍，對新知識充滿好奇，但在實(shí)驗(yàn)觀察、探究、設(shè)計(jì)等方面的能力還有待提高。

（二）教學(xué)目標(biāo)設(shè)定

教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定基于學(xué)科教學(xué)基本要求、教材和學(xué)情。教學(xué)基本要求中，對于原電池的內(nèi)容僅涉及銅-鋅-稀硫酸所組成的單液原電池，因此筆者擬定了如下的教學(xué)目標(biāo)。

（1）能從宏觀現(xiàn)象和微觀變化的角度解釋銅-鋅原電池的工作原理，會描述原電池的概念。

（2）在對銅-鋅原電池工作原理探究的過程中，體驗(yàn)構(gòu)建原電池模型的過程。

（3）通過對銅-鋅原電池工作原理的學(xué)習(xí)，感受化學(xué)變化中能量轉(zhuǎn)化的獨(dú)特魅力和應(yīng)用的價(jià)值。

同時(shí)，筆者以原電池模型的構(gòu)建為本節(jié)課的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上落實(shí)教學(xué)目標(biāo)（1），滲透教學(xué)目標(biāo)（3）。

（三）教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

如何落實(shí)上述教學(xué)目標(biāo)呢？筆者借助玩具車的跑動作為真實(shí)的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在動手拆裝玩具車電池的過程中自主探索，揭秘原理?？紤]到高一學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)探究能力，教學(xué)過程中筆者曾三次借助玩具車電池：第一次是宏觀層面，在拆裝電池中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力；第二次是深入微觀，在宏微結(jié)合中提升探究能力、滲透建模思想；第三次的改裝既是對原理的應(yīng)用，也是對創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。結(jié)合教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和學(xué)情，筆者將第二次深入微觀，也就是將對銅-鋅原電池工作原理的揭秘作為本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)。

（四）教學(xué)過程分析

為了突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，在教學(xué)過程中筆者設(shè)置了以下四個(gè)教學(xué)板塊。

1. 實(shí)驗(yàn)激趣

本節(jié)課以玩具車的跑動作為新課引入。

【課堂視頻選播】學(xué)生實(shí)驗(yàn)如圖1所示，玩具車立即向前或向后跑動起來。

圖1

對于學(xué)生提出的“疑似”電池的藍(lán)色盒子，教師又做了如下實(shí)驗(yàn)。

【課堂視頻選播】將玩具車中的藍(lán)色盒子取下，接入電流計(jì)，可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)一下子激起了學(xué)生探索的興致與欲望，“神秘的液體”“跑動的小車”和“能產(chǎn)生電的盒子”促使他們自覺、主動地融入學(xué)習(xí)情境中，同時(shí)引出了本節(jié)課的課題。

2.模型構(gòu)建

接下來教師順應(yīng)學(xué)生的好奇心讓他們自己拆開電池看一看，再將電池復(fù)原。

【課堂視頻選播1】學(xué)生實(shí)驗(yàn)：對電池的拆、裝和討論，如圖2所示。

圖2

【課堂視頻選播2】學(xué)生描述電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)：自上而下依次是紅色金屬片、浸潤神秘液體的無紡布、銀白色的金屬片。學(xué)生還紛紛提出了自己的想法和疑惑：是神秘液體與金屬反應(yīng)產(chǎn)生電嗎？電池里是哪兩種金屬？存在哪兩種能量的轉(zhuǎn)換？神秘液體的成分是什么？產(chǎn)生電需要有電子的定向移動，電子從哪里來？如何定向移動？……

學(xué)生發(fā)表的觀點(diǎn)是基于自身的經(jīng)驗(yàn)和已有的知識。教師將學(xué)生提出的疑問也作為本節(jié)課探索的問題。

拆裝過程中，有學(xué)生提出電池太小，不便于觀察，能不能換個(gè)大號的。教師順勢引導(dǎo)：從實(shí)驗(yàn)室尋找替代品，將小電池轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)室的大裝置。裝置的轉(zhuǎn)換也是對玩具車電池的再一次拆解，學(xué)生們通過小組討論畫出了裝置圖（見圖3）。借助這樣的轉(zhuǎn)換，不僅使學(xué)生對原電池裝置有了初步的理解，也為后續(xù)的研究確立了模型。

圖3

3.微觀探析

模型確立后，教師結(jié)合實(shí)驗(yàn)推動學(xué)生繼續(xù)探索。這部分既是本節(jié)課的重點(diǎn)又是難點(diǎn)。教師從宏微結(jié)合的角度設(shè)置了四個(gè)主要問題去落實(shí)重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。

教師首先提出問題一：這套裝置中的反應(yīng)有電子轉(zhuǎn)移，但是產(chǎn)生電流了嗎？

【課堂視頻選播】教師引導(dǎo)（宏微結(jié)合）：根據(jù)實(shí)驗(yàn)，氣泡在哪里產(chǎn)生？H+在哪里得到電子？鋅失電子，H+在鋅片上得到電子，得失電子在同一地點(diǎn)（鋅片上）同時(shí)發(fā)生。這個(gè)過程中有電子轉(zhuǎn)移，但是電子并沒有流動起來，因此不可能有電流產(chǎn)生。為什么將藍(lán)色盒子插入玩具車后就產(chǎn)生了電流，使玩具車跑動起來了呢？

學(xué)生通過觀察找到了玩具車的導(dǎo)線、電機(jī)，發(fā)現(xiàn)了電池插入玩具車后產(chǎn)生電流的原因。教師順勢提出問題二：如何模擬玩具車，利用導(dǎo)線，建立裝置的外電路？畫圖并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【課堂視頻選播】學(xué)生實(shí)驗(yàn)：①將盛有稀硫酸的水槽中的銅片、鋅片接入電流計(jì)中，觀察現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏向于與銅片相連的導(dǎo)線。②將上述銅片、鋅片用導(dǎo)線連接后觀察現(xiàn)象，銅片上有氣泡產(chǎn)生，引發(fā)了學(xué)生的討論。

在實(shí)驗(yàn)中氣泡產(chǎn)生位置的變換引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突。但是有了問題一的鋪墊，學(xué)生要求嘗試自己推理。

【課堂視頻選播】學(xué)生回答，通過宏觀現(xiàn)象推知微觀變化，如圖4所示。

圖4

【教師提問】如果沒有銅片，能否形成電流？銅片的作用是什么？銅片能不能被替換？可以替換成什么？替換的依據(jù)是什么？……

學(xué)生再結(jié)合這些問題的思考與討論，最終歸納總結(jié)銅-鋅原電池中電流產(chǎn)生的原因。

【課堂視頻選播】學(xué)生歸納總結(jié)。

接著教師提出問題三：實(shí)驗(yàn)中電流表的指針為什么偏向銅呢？教師引導(dǎo)學(xué)生借助干電池作參照，結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)證推理，再聯(lián)系氧化還原反應(yīng)歸納判斷原電池正、負(fù)極的多種方法，示意如圖5所示。

圖5

教師再把教材中銅-鋅原電池的裝置和玩具車中的電池再次聯(lián)系起來，使學(xué)生感悟到裝置雖然不同，但基本原理是相通的。理解了本質(zhì)也就抓住了解決問題的關(guān)鍵。最后教師提出問題四：為什么本節(jié)課一開始，有的玩具車前進(jìn)，有的后退？如果從能量轉(zhuǎn)化和化學(xué)反應(yīng)的角度描述原電池，也就水到渠成了。

學(xué)生通過傾聽、表達(dá)、修正，從最初對反?，F(xiàn)象的疑惑不解，到最終對原理推導(dǎo)的肯定自信，既拓展了思路，又提升了從不同維度認(rèn)識物質(zhì)變化的能力。

4.拓展延伸

最后一個(gè)板塊中的改裝電池與第一次組裝還原不同，教師給學(xué)生布置的是一個(gè)開放性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并要求藥品自選、玩具車正向跑動、設(shè)計(jì)用時(shí)短。這也需要學(xué)生從宏微結(jié)合的角度去思考。

【課堂視頻選播】學(xué)生討論、設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

玩具車的第一次跑動是教師提供安裝好的銅-鋅原電池，在課堂的結(jié)尾處的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，則是學(xué)生本節(jié)課對原電池的工作原理“有所得”的體現(xiàn)。當(dāng)自己設(shè)計(jì)的原電池讓玩具車再次跑動起來后，那種成功的喜悅不言而喻。

【課堂視頻選播】實(shí)驗(yàn)后學(xué)生針對自己的設(shè)計(jì)選材和原理進(jìn)行了交流，個(gè)別組對玩具車沒有正向跑動的原因進(jìn)行了反思。

最后教師將形形色色的電池和中國首創(chuàng)的氫燃料電車與原電池概念再次聯(lián)系，加深學(xué)生對原電池工作原理的理解，再次感受化學(xué)變化中能量轉(zhuǎn)化的獨(dú)特魅力，了解隨著科技的不斷發(fā)展，原電池的應(yīng)用價(jià)值和廣闊前景，同時(shí)也升騰起一種民族自豪感。

（五）教學(xué)實(shí)踐反思

本節(jié)課圍繞“玩具車中的藍(lán)色盒子為什么能產(chǎn)生電流”這個(gè)實(shí)際問題，對銅-鋅原電池的原理進(jìn)行了探究。這與高中化學(xué)新課標(biāo)的理念是相吻合的，也符合滬科版教材的特點(diǎn)。筆者嘗試了兩條線索并行的設(shè)計(jì)，從教學(xué)的效果看，對提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S品質(zhì)是有效的。

但是學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的個(gè)體差異性在課堂上還是有所體現(xiàn)的。例如，對玩具車為什么會正向或逆向跑動這個(gè)問題，有的學(xué)生表現(xiàn)出茫然，是由于在第一次拆裝電池時(shí)忽視了金屬片擺放順序的觀察和記錄；有的小組在改裝電池的過程中遇到困難，教師在指導(dǎo)中發(fā)現(xiàn)是因?yàn)闆]有從宏微結(jié)合的角度分析氧化還原反應(yīng)及電子轉(zhuǎn)移，電池的正負(fù)極判斷或者接入錯(cuò)誤，導(dǎo)致玩具車無法按照要求正向跑動。針對這些情況，教師在本節(jié)課中采用了合作學(xué)習(xí)、相互交流的方式，來縮小課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度的差異。此外，這也說明對學(xué)生能力的培養(yǎng)和思維的鍛煉不是一蹴而就的，需要長期的訓(xùn)練和逐步的提升。

三、“揭秘原電池”說播課的思考

（一）課要有“魂”

本次說播課的主題是基于新課標(biāo)核心素養(yǎng)背景下的課堂教學(xué)展示，因此在說播課的環(huán)節(jié)中凸顯課堂教學(xué)的精髓與靈魂顯得尤為重要。筆者在說播課的過程中，將本節(jié)課的精髓，即宏微結(jié)合、模型構(gòu)建、科學(xué)探究、創(chuàng)新精神等核心素養(yǎng)融入介紹的各個(gè)板塊中，不僅在教學(xué)目標(biāo)中加以說明，在問題情境的設(shè)置、探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、生生間的合作學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)后的匯報(bào)反思等教學(xué)環(huán)節(jié)中也進(jìn)行一一展現(xiàn)。通過創(chuàng)建以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心的課堂，體現(xiàn)本節(jié)課的“魂”，這也是對新課標(biāo)理念的詮釋。

（二）“說”要有理

這里的“理”，不僅指“設(shè)計(jì)意圖”，還指“條理清晰”。本次說播課時(shí)間是15分鐘，其中要求播課時(shí)間占1/3以上，因此“說”的時(shí)間只有不到10分鐘。如何能在如此短的時(shí)間內(nèi)“說”清“理”順，筆者選擇借圖“梳”理，看圖“說”理。例如，“說”教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)，通過流程圖（見圖6）呈現(xiàn)情境、探究內(nèi)容和學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的動態(tài)圖，通過標(biāo)注的“觀察”“探究”“設(shè)計(jì)”等關(guān)鍵詞突出設(shè)計(jì)意圖。又如，“說”重難點(diǎn)突破時(shí)，利用“問題鏈”的圖示（見圖7）展示如何通過設(shè)計(jì)基于真實(shí)情境的若干問題，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、探究、解決問題，并在活動中逐步發(fā)展核心素養(yǎng)。再如，“說”教學(xué)實(shí)踐反思時(shí)（見圖8），從“真實(shí)情境—學(xué)科問題—核心素養(yǎng)”梳理整堂課的線索，再現(xiàn)設(shè)計(jì)亮點(diǎn)。

圖6

圖7

圖8

（三）“播”要有舍

一節(jié)課40分鐘，播課的時(shí)間不超過10分鐘。選擇哪些片段能夠更好地對教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行補(bǔ)充與拓展？選擇哪些片段可以體現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)在教學(xué)實(shí)施中的落實(shí)？在打磨的過程中，筆者一遍遍地審視播課的每一段視頻，反復(fù)推敲，進(jìn)行取舍，最終選擇：①播活動。例如，對原電池中的電流從哪里來的討論，展示學(xué)生如何從宏微結(jié)合的角度，逐步構(gòu)建原電池模型的過程。②播實(shí)驗(yàn)。例如，在課的初始和尾聲，兩次利用原電池的原理讓玩具車跑動起來，體現(xiàn)“教—學(xué)—評”的一體化教學(xué)設(shè)計(jì)思路，凸顯亮點(diǎn)。③播生成。例如，學(xué)生在拆裝電池的過程中引發(fā)的思考與疑問，在設(shè)計(jì)新的原電池后的交流與反思，呈現(xiàn)真實(shí)課堂中的精彩生成。此外，剪掉視頻中瑣碎的語句、等待的時(shí)間，也讓播課內(nèi)容更精煉。

（四）說播有序

說播課過程中，說課和播課兩個(gè)環(huán)節(jié)需要有機(jī)整合、詳略得當(dāng)，才能突出亮點(diǎn)、相得益彰。例如，對于玩具車的兩次跑動的展示，在新課引入環(huán)節(jié)，筆者選擇了簡短的“說”實(shí)驗(yàn)操作和“播”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，重在呈現(xiàn)如何激發(fā)學(xué)生的興趣；在拓展延伸環(huán)節(jié)，筆者不僅“播”學(xué)生設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，而且還有實(shí)驗(yàn)后的交流與反思，再配合“說”，重在呈現(xiàn)學(xué)生在本節(jié)課上的“習(xí)得”。

通過這次說播課活動，筆者準(zhǔn)備過、經(jīng)歷過也體驗(yàn)過，在參與中進(jìn)步，在體驗(yàn)中成長。學(xué)無止境，經(jīng)驗(yàn)靠積累，自知還有很多可以提升的空間，視頻的制作、實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新、教學(xué)細(xì)節(jié)上的雕琢、教學(xué)高潮的形成等方面需要不斷的努力。在說播課現(xiàn)場觀摩學(xué)習(xí)，筆者汲取了全國各地參賽化學(xué)教師許多好的創(chuàng)意、好的做法，聆聽了專家的點(diǎn)評與指導(dǎo)。學(xué)無止境，止于至善。